文献综述
1.1 研究背景及意义
随着社会的发展与进步，环境问题也日益严峻。其中人类在日常生活和生产中排放了大量的污水，这对环境和人类自身造成了很大的威胁。传统的污水处理方法有物理法、化学法、生物法等，但是效果不稳定、容易造成二次污染。所以急需一种效率高、易操作、能耗低、无二次污染、应用范围广的污水清洁处理技术。
光催化技术是一项环保、绿色、高效的污水处理技术。1972年Fujishima和Honda[1]发现了单晶的TiO2电极可以光催化氧化分解水，代表着半导体光催化技术的可行性。目前为止，人类研发出了许多光催化半导体材料，如TiO2 、ZnO 、alpha;-Fe2O3 、ZnS 、CdS 、WO3 、SnO2 、SrTiO3 等[1]。然而，直接使用粉末型的半导体光催化剂，即便效果很好，但催化剂的回收再利用困难，容易造成损失和浪费，难以满足实际应用的需要，制备价廉易得的负载型催化剂是关键。
在半导体材料中，ZnO具有光敏性能强，禁带宽，氧化性强，且化学性质稳定、无毒、反应条件温和。在对ZnO的研究中发现，某些方面比TiO2更有效，如：光催化降解染料，苯酚的感光氧化，2－苯基苯酚的光催化氧化等[2]。但是，将ZnO应用光催化领域有两个难题：其一是ZnO光谱吸收带较窄，未经过改性处理的ZnO只能吸收高频段的光，如紫外光；其二电子-空穴复合率较高。这限制了它的光催化效率，使其难以广泛而实际地应用。因此，如何提高纳米ZnO的光催化性能时解决应用问题的必要条件。
从上述两点中可以得知，寻找负载材料和提升光催化性能是将ZnO应用到污水处理领域的关键所在。
负载技术不仅克服了粉体技术应用上的许多不便[3]。目前常用的载体二氧化硅、硅藻土、氧化铝、炭材料[2, 4]等无机材料及一些聚合物如苯乙烯等。其中无机材料具有密度大的特点，炭材料在光催化应用中存在不透光的缺点，而大部分聚合物都难降解并且这种材料很难以轻质量的薄片化的形式存在。因而开发出环境友好且具有一定透光性能的薄片材料是关键。
再生纤维素是一种具有密度小和较好透光性能的高分子材料。将ZnO与再生纤维素复合不仅可以开发新型纳米ZnO复合材料，而且也是纤维素高值化利用的一条有效途径。再生纤维素膜有独特的光泽，良好的吸附性，透气和透光性，而且还有致密的结构和很强的力学性能，并且很容易制备成薄片状材料，这都是作为光催化负载的必备条件。
目前提高ZnO的光催化活性的方法有以下几种：一是抑制ZnO光生电荷的复合几率，并实现了ZnO可见光响应能力,即对其进行改性，目前报道中最有效的改性方法主要包括:贵金属负载、离子掺杂、半导体复合和表面杂化等[5]。二是减少ZnO相缺陷提高其光催化活性，有高温退火方法。[6]但是这些方法都比较复杂且制备工艺较为繁琐，特别是贵金属负载杂化，经济价值不高。所以需要一种简单易操作的方法来提高ZnO的光催化活性。
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